法拉第电磁感应定律课件

连接1观察归纳：感应电动势产生的条件何时有感应电流？何时有感应电动?4.4法拉第电磁感应定律连接1观察归纳：感应电动势产生的条件4.4法拉第电磁感应定11、在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。一、感应电动势2、磁通量的变化率表示磁通量的变化快慢3、电动势的方向：①与电源内部电流方向同：在电源内部由负极指向正极。②产生电动势的那部分导体相当于电源③方向判断：右手定则或楞次定律，四指指电流方向即高高电势1、在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。一、感应电动势2

1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率△Φ/△t成正比．二、法拉第电磁感应定律：2、数学表达式（注意单位）

若有n匝线圈，则相当于有n个电源串联，总电动势为：注意：公式中Δφ应取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。连接1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁3磁通量大，磁通量变化一定大吗？

磁通量变化大，磁通量的变

化率一定大吗？（可以类比速度、速度的变化和加速度。）

磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化不同。磁通量为零，磁通量的变化率不一定为零;磁通量的变化大，磁通量的变化率也不一定大。Ф-t图像的斜率是电动势问题：Φt0磁通量大，磁通量变化一定大吗？磁通400/abcdФ-t图像的斜率是电动势Φt000/abcdФ-t图像的斜率是电动势Φt05解题步骤（需要求的量）解题步骤（需要求的量）61、有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s，求感应电动势。2、一个100匝的线圈，在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。3、一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置，在0.5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。25V16V1.6V一：求平均电动势几种电动势的求解1、有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为0.5W74、如下图所示，半径为r的金属环绕通过某直径的轴OO'

以角速度ω作匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B，从金属环面与磁场方向重合时开始计时，则在金属环转过30°角的过程中，环中产生的电动势的平均值是多大？

oO'B1.求△Ø2.求Δt3.求E注意初末状态磁通量的求解4、如下图所示，半径为r的金属环绕通过某直径的轴OO'以8Φ/10-2Wbt/sABD0120.15、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则：()A、线圈中0时刻感应电动势最大B、线圈中D时刻感应电动势为零C、线圈中D时刻感应电动势最大D、线圈中0到D时间内平均感应电动势为0.4VABDΦ/10-2Wbt/sABD0120.15、单匝矩形线圈在匀9二、导体作切割磁感线运动(求瞬时电动势）如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势ab×

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×××

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××Gabv回路在时间t内增大的面积为：ΔS=LvΔt产生的感应电动势为：穿过回路的磁通量的变化为：ΔΦ=BΔS=BLvΔt（V是相对于磁场的速度且垂直切割磁感线）连接2闭合回路瞬时电动势表达式E=BLV二、导体作切割磁感线运动(求瞬时电动势）如图所示闭合线圈一10θvBV1=VsinθV2=Vcosθ若导体斜切磁感线（θ为v与B夹角）

（若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角）说明：1、导线的长度L应为有效长度（V、B、L两两垂直）2、导线运动方向和磁感线平行时，E=03、速度V为平均值（瞬时值），E就为平均值（瞬时值）4、E=BLV中V是与B垂直的速度。例:B竖直方向，一直导线水平放置以V平抛出去，从抛出到落地的过程中E的大小变化情况。5.v是导体和磁场的相对运动速度θvBV1=VsinθV2=Vcosθ若导体斜切磁感线（11例1：如图，匀强磁场的磁感应电动势为B，长为L的金属棒ab在垂直于B的平面内运动，速度v与L成θ角，求金属棒ab产生的感应电动势。abθvE=BLVsinθB、V、L两两互相垂直××××××××××××××××××××××××××××××

甲乙例1：如图，匀强磁场的磁感应电动势为B，长为L的金属棒ab在12练习：半径为R的半圆形导线在匀强磁场B中，以速度V向右匀速运动时，E=？×

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×ＶＯRE=2BRV有效（取与B、V垂直长度）练习：半径为R的半圆形导线在匀强磁场B中，以速度V向右匀速运13问题：公式①与公式②的区别和联系？

1、一般来说，①求出的是平均感应电动势，E和某段时间或者某个过程对应，而②求出的是瞬时感应电动势，E和某个时刻或者某个位置对应。

2、①求出的是整个回路的感应电动势，而不是回路中某部分导体的电动势。回路中感应电动势为零时，但是回路中某段导体的感应电动势不一定为零。如右图。vabcdLL区别：问题：公式①与公式②的区别和联系？1、一般来说，141、公式①中的时间趋近于0时，E就为瞬时感应电动势2、公式②中v若代表平均速度，则求出的E就为平均感应电动势。联系：巧计妙用：电磁感应磁生电（电动势），产生条件磁通变，回路闭合有电流，回路断开是电源。感应电动势大或小，磁通量变化的快或慢。1、公式①中的时间趋近于0时，E就为瞬时感应电动势2、公式②15例2、如下图所示，长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁场的磁感应强度为B，求杆OA两端的电势差。ωAOA'三：旋转直导体的电动势例2、如下图所示，长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的16例题3、在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个匝数为n的矩形线圈,边长ab=L1,bc=L2线圈绕中心轴OO'以角速度ω由图示位置逆时针方向转动。试求:(1)线圈中产生感应电动势的最大值;(2)线圈转过1/4周的过程中的平均感应电动势。(3)设线圈的总电阻为R，线圈转过1/4周的过程中通过某一截面的电量。cBdOO'abω求平均电动势、电流、电量瞬时值(1)例题3、在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个匝数为n的矩形线17法拉第电磁感应定律课件18

例4：如图，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R＝3.0Ω的定值电阻，导体棒Lab＝0.5m，其电阻为r＝1.0Ω，与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，B＝0.4T。现使ab以v＝10m／s的速度向右做匀速运动。（1）ab中的电流大?ab两点间的电压多大？（2）维持ab做匀速运动的外力多大？（3）ab向右运动1m的过程中，外力做的功是多少？电路中产生的热量是多少？RBrPMNaQbv（1）0.5A1.5V（2）0.1N（3）0.1J0.1J路端电压即拉力和摩擦力的合力R上产生的热量？例4：如图，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行19可见：克服安培力做功与电路中的焦耳热相等可见：克服安培力做功与电路中的焦耳热相等201、电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是加强了电源产生的电流，还是削弱了电源的电流？是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动？电动机转动时产生的感应电动势削弱了电源的电流，这个电动势称为反电动势。反电动势的作用是阻碍线圈的转动。这样，线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能，电能转化为其它形式的能。2、如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生什么情况？这时应采取什么措施？电动机停止转动，这时就没有了反电动势，线圈电阻一般都很小，线圈中电流会很大，电动机可能会烧毁。这时，应立即切断电源，进行检查。四、反电动势1、电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是加强了电源21法拉第电磁感应定律课件22例：一台直流风扇的额定电压22v，正常工作电流0.8A，若电动机的线圈电阻为2.5Ω，求电动机的反电动势及输出功率例：一台直流风扇的额定电压22v，正常工作电流0.8A，若电23例题精析法拉第电磁感应定律和楞次定律1.如图甲，矩形导线框ABCD固定在匀强磁场中，方向如图，规定向里为正，磁感应强度B随时间t变化如图乙，顺时针方向为i的正，选项正确的（）A42t/s0i/A31-I0I0B42t/s0i/A31-I0I0I0D42t/s0i/A31-I0C42t/s0i/A31-I0I0t/sB/T23-B0B0甲CDAB041乙xxxxxxxx方法：取特殊段，一般取初、中间、末端研究D例题精析法拉第电磁感应定律和楞次定律1.如图甲，矩形导线框A24电源两端的电压（路端电压）的计算2.长边2L、短边L的a、b、c、d闭合线框以相同的速度匀速进入匀强磁场，进入时MN两端的电压Ua、Ub、Uc、Ud的关系××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××MdNcMNbMNaMNEa=Eb=BLv,Ec=Ed=B2LvUa<Ub<Ud<Uc谁相当于电源谁是外路××××××××××××××××××××××××××××××ABCDF求AB两端的电压电源两端的电压（路端电压）的计算2.长边2L、短边L的a、b253.如图螺线管n=1500匝，S=20cm2,电阻r=1.5Ω.外电阻R=6Ω.通过线圈的匀强磁场变化如图右图。1.线圈产生的E2.线圈中I大小和方向3.线圈两端的电压大小和MN电势高低。MNabBB/Tt/s62023.如图螺线管n=1500匝，S=20cm2,电阻r=1.526小结：

Ф-t图像的斜率是电动势1.平均电动势2.导体作切割磁感线运动(求瞬时电动势）

3.旋转直导体的电动势磁通量变化率和磁通量的变化量的区别E=BLV,E=BLVSinθ小结：Ф-t图像的斜率是电动势E=BLV,E=BL271．关于感应电动势大小的下列说法中，正确的是[]

A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大

B．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大

C．线圈放在磁感强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大

D．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大学生练习D1．关于感应电动势大小的下列说法中，正确的是[282.如图所示将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用0.05s，第二次用0.1s。设插入方式相同，试求：（1）线圈中产生的电动势之比？（2）电流之比？

通过的电量之比？（3）产生的热量之比？分析：两次插入，磁通量的变化量相同，但变化率不同2:12:11:12:12.如图所示将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用0.05293.一个N匝圆线圈，放在磁感强度为B的匀强磁场中，线圈平面跟磁感强度方向成30°角，磁感强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变，下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是[

]

A.将线圈匝数增加一倍

B.将线圈面积增加一倍

C.将线圈半径增加一倍

D.适当改变线圈的取向试试看CD3.一个N匝圆线圈，放在磁感强度为B的匀强磁场中，线圈平面跟304.有一面积S=100cm2的金属环，电阻R=0.1Ω，环内磁场变化规律如图，磁场方向垂直环面向里，则在t1—t2时间内环中产生的感应电动势是（），通过环电流（），通过环电荷（）。××

××××

××××

××Bt0.10.200.10.20.01V0.1A0.01C4.有一面积S=100cm2的金属环，电阻R=0.1Ω，环内315.闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直圆环平面，则（）A.环中产生的感应电动势均匀变化B.环中产生的感应电流均匀变化C.环中产生的感应电动势保持不变D.环上某一小段导体所受安培力保持不变C5.闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直326.如图，金属框架处于与框架垂直的匀强磁场中，导线棒与框架接触良好且无摩擦，现用力F拉导线棒向右匀加速运动，则力F的变化规律为图中的（）F××××××××××××Ft0AFt0BFt0CFt0DB6.如图，金属框架处于与框架垂直的匀强磁场中，导线棒与框架接337.如图，将一半径为r的金属圆环在垂直于环面的磁感应强度B的匀强磁场中，用力握中间成“8”字形，并使上下两环半径相等，如果环的电阻为R，则此过程流过环的电荷量（）B××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××7.如图，将一半径为r的金属圆环在垂直于环面的磁感应强度B的348.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻．将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好．导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图5所示．除电阻R外其余电阻不计．现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则()AC8.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的359.如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F，此时（）

A．电阻R1消耗的热功率为Fv/3B．电阻R2消耗的热功率为Fv/6C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθD．整个装置消耗的机械功率为(F＋μmgcosθ)vfmgFNBCD9.如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R136练习题练习题371．如图相距为L，在足够长度的两条光滑平行导轨上，平行放置着质量和电阻均相同的两根滑杆ab和cd，导轨的电阻不计，磁感强度为B的匀强磁场的方向垂直于导轨平面竖直向下，开始时，ab和cd都处于静止状态，现ab杆上作用一个水平方向的恒力F，下列正确的是[]

A．cd向左运动B．cd向右运动

C．ab和cd均先做变加速运动，后作匀速运动

D．ab和cd均先做变加速运动，后作匀加速运动BDvc<va,abcd面积增加，当abcd面积均匀增加时，电路中有恒定电流，安培力恒定，ab、cd受力恒定，开始匀加速运动。（产生的电流使得安培力是F的一半时，都匀加。）导轨光滑，cd所受安培力向左，不能匀直运动当a、c相对匀速运动，即加速度相等时，abcd面积均匀增加，E、I、F恒定。1．如图相距为L，在足够长度的两条光滑平行导轨上，平行放置着382．如图6所示，RQPS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面，MN线与线框的边成45°角，E、F分别为PS和PQ的中点，关于线框中的感应电流[]

A．当E点经过边界MN时，感应电流最大

B．当P点经过边界MN时，感应电流最大

C．当F点经过边界MN时，感应电流最大

D．当Q点经过边界MN时，感应电流最大B求瞬时值

E=BLVEFP2．如图6所示，RQPS为一正方形导线框，它以恒定速度向右393．AB两闭合线圈为同样导线绕成且均为10匝，半径rA=2rB，内有如图所示的有理想边界的匀强磁场，若磁场均匀减小，则A、B环中的感应电动势之比EA∶EB=____，产生的感应电流之比IA∶IB＝____。1:11:2E和有效面积3．AB两闭合线圈为同样导线绕成且均为10匝，半径rA=2r405．如图所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一带电粒子静止于平行板(两板水平放置)电容器中间，则此粒子带___电，若线圈的匝数为n，平行板电容器的板间距离为d，粒子的质量为m，带电量为q，则磁感应强度的变化率为

(设线圈的面积为S)．负△Ø增加，根据楞次定律线圈中的电流方向逆时针。则上极板带正电，板间电场向下。产生恒定电动势开路路端电压等电动势mgqE5．如图所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一416.如图所示，面积为0.2m2的100匝的线圈A处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面,t=0时磁场方向垂直纸面向里．磁感强度随时间变化的规律是B=（6-0.2t）T，已知R1=4Ω，R2=6Ω，电容C=30μF．线圈A的电阻不计．求：（1）闭合S后，通过R2的电流大小和方向．（2）闭合S一段时间后再断开，S断开后通过R2的电量是多少？磁通量变化产生的感生电动势感生电动势6.如图所示，面积为0.2m2的100匝的线圈A处在磁场中，42法拉第电磁感应定律课件437、如图所示，粗细均匀的电阻为r的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，磁感强度为B，圆环直径为L；长为L、电阻为r／2的金属棒ab放在圆环上，以V0向左运动，当ab棒运动到图示虚线位置时，金属棒两端电势差为：

A.0B.BlLV0

C.BlLV0／2

D.BlLV0／3．解：等效电路如图，所求为瞬时值。解题思路：1.明确产生感应电动势的导体即电源，其余部分为外电路。2.法拉第定律求E大小，楞次定律判断方向。3.画等效电路。分析内外电路4.利用闭合回路欧姆定律、串并特点，列方程求解。感生电动势7、如图所示，粗细均匀的电阻为r的金属圆环，放在图示的匀强磁44dRV×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××B线圈及导轨电阻不计。求通过R的电流动生电动势等效电路dRV×××××××××××××××××××××××××××457.如图，平行金属导轨的间距为d，一端跨接一阻值为R的电阻，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行轨道所在平面。一根长直金属棒与轨道成60°角放置，且接触良好，则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v沿金属轨道滑行时，其它电阻不计，电阻R中的电流强度为[]

A7.如图，平行金属导轨的间距为d，一端跨接一阻值为R的电阻，46能量观念分析电磁感应问题例1：如图，将匀强磁场中的正方形线圈（边长L)以不同速度V1、V2匀速拉出磁场，线圈电阻R，则两次拉出过程中外力做功、功率比值。XxxxXxxxXxxxxxxx

分析：⑴匀速、动能不变⑵拉力做功消耗的机械能全部转化为电能，电能全部转化为电热。V1:V2V21:V22能量观念分析电磁感应问题例1：如图，将匀强磁场中的正方形线圈478、如图竖直向上的匀强磁场磁感强度B0=0.5T并且以ΔB/Δt=0.1T/s在变化，水平导轨不计电阻、且不计摩擦阻力宽为d=0.5m．在导轨上L=0.8m处搁一导体，电阻R1=0.1Ω，并用水平细绳通过定滑轮吊着质量为M=2kg的重物，电阻R=0.4Ω．则经过多少时间能吊起重物(g=10m／s)．8、如图竖直向上的匀强磁场磁感强度B0=0.5T并且以48练习1。光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图，匀强磁场在X轴和y=a的直线之间，金属环从y=b（b>a）处以V沿抛物线下滑，则金属环在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量（）a……byxD⑴进入和穿出磁场，磁通量变化，产生电流，进而产生电热。⑵最后在高为a的曲面上往复运动⑶机械能的减小量转化为热能⑷W电=mg(b-a)+mv2/2,练习1。光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图，匀强磁场在X49【练1】如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大导线圈M相连接．要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨中的裸金属棒ab的运动情况是(两导线圈共面放置)(

)A．向右匀速运动B．向左加速运动C．向右减速运动D．向右加速运动BC专题练习【练1】如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大导线圈M50(1)线圈进入磁场过程中产生的是电热Q;(2)线圈下边缘穿越磁场过程中的最小速度v;(3)线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的最小值a.

【练2】

如图所示，水平的平行虚线间距为d=50cm，其间有B=1.0T的匀强磁场.一个正方形线圈边长为L=10cm，线圈质量m=100g，电阻为R=0.020Ω.开始时，线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h=80cm.将线圈由静止释放，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等.取g=10m/s2，求：选好初末状态(1)线圈进入磁场过程中产生的是电热Q;【练2】如图51法拉第电磁感应定律课件52【练3】如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成θ＝37°角，下端连接阻值为R的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直，质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25.求(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小．(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该速度的大小．(3)在上问中，若R＝2Ω，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向．(g取10m/s2，sin370＝0.6，cos370＝0.8)【练3】如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行53法拉第电磁感应定律课件54【练4】如图3所示，内壁光滑，水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于圆环直径的带正电的小球，以速率v0沿逆时针方向匀速转动(俯视)，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场．设运动过程中小球带电荷量不变，那么()A．小球对玻璃圆环的压力一定不断增大B．小球所受的磁场力一定不断增大C．小球先沿逆时针方向减速运动，过一段时间后沿顺时针方向加速运动D．磁场力对小球一直不做功CD【练4】如图3所示，内壁光滑，水平放置的玻璃圆环内，有一直径55【练5】如图所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为L1，处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中．一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动．质量为m、每边电阻均为r、边长为L2的正方形金属框abcd置于竖直平面内，两顶点a、b通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小为B2的匀强磁场垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态．不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力．(1)通过ab边的电流Iab是多大？(2)导体杆ef的运动速度v是多大？ef相当于电源【练5】如图所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨56法拉第电磁感应定律课件57【练6】如图10所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的是()A．磁场变化时，会在空间激发一个电场B．使电荷定向移动形成电流的力是磁场力C．使电荷定向移动形成电流的力是电场力D．以上说法都不对AC【练6】如图10所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱58感生和动生电动势的综合应用【练8】如图，光滑平行导轨放在水平桌面上，单位长度的电阻r0=0.1Ω/m，间距d=0.2m,连线PQ电阻不计，内有垂直平面变化磁场，变化规律B=Kt，其中K=0.02T/s.t=0时刻，不计电阻紧靠PQ的导体棒在外力作用下，从静止向另一端匀加速运动，求t=0.6s时导体棒所受的安培力FPQ此题存在感生和动生电动势，判断二者方向，同向即串联E=E1+E2，反向则E=E1-E2取绝对值感生和动生电动势的综合应用【练8】如图，光滑平行导轨放在水平59×××××××××××××××××××××××××××××××××××RFL1F/Nt/s02348481228【练7】如图，水平面上平行光滑导轨，间距L=0.20m，电阻R=1.0Ω;有一导体杆静止地放在其上，杆及导轨电阻不计，匀强磁场B=0.5T，方向向下，现在用一外力F沿导轨拉杆，使之匀加速运动，测得F与时间t的关系如图，求杆的质量和加速度列方程、找截距、斜率，特殊点求解。×××××××RFL1F/Nt/s060再见！祝同学们身心健康！夏邑高中高二物理再见！祝同学们身心健康！夏邑高中高二物理61连接1观察归纳：感应电动势产生的条件何时有感应电流？何时有感应电动?4.4法拉第电磁感应定律连接1观察归纳：感应电动势产生的条件4.4法拉第电磁感应定621、在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。一、感应电动势2、磁通量的变化率表示磁通量的变化快慢3、电动势的方向：①与电源内部电流方向同：在电源内部由负极指向正极。②产生电动势的那部分导体相当于电源③方向判断：右手定则或楞次定律，四指指电流方向即高高电势1、在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。一、感应电动势63

1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率△Φ/△t成正比．二、法拉第电磁感应定律：2、数学表达式（注意单位）

若有n匝线圈，则相当于有n个电源串联，总电动势为：注意：公式中Δφ应取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。连接1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁64磁通量大，磁通量变化一定大吗？

磁通量变化大，磁通量的变

化率一定大吗？（可以类比速度、速度的变化和加速度。）

磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化不同。磁通量为零，磁通量的变化率不一定为零;磁通量的变化大，磁通量的变化率也不一定大。Ф-t图像的斜率是电动势问题：Φt0磁通量大，磁通量变化一定大吗？磁通6500/abcdФ-t图像的斜率是电动势Φt000/abcdФ-t图像的斜率是电动势Φt066解题步骤（需要求的量）解题步骤（需要求的量）671、有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s，求感应电动势。2、一个100匝的线圈，在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势。3、一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置，在0.5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。25V16V1.6V一：求平均电动势几种电动势的求解1、有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为0.5W684、如下图所示，半径为r的金属环绕通过某直径的轴OO'

以角速度ω作匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B，从金属环面与磁场方向重合时开始计时，则在金属环转过30°角的过程中，环中产生的电动势的平均值是多大？

oO'B1.求△Ø2.求Δt3.求E注意初末状态磁通量的求解4、如下图所示，半径为r的金属环绕通过某直径的轴OO'以69Φ/10-2Wbt/sABD0120.15、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则：()A、线圈中0时刻感应电动势最大B、线圈中D时刻感应电动势为零C、线圈中D时刻感应电动势最大D、线圈中0到D时间内平均感应电动势为0.4VABDΦ/10-2Wbt/sABD0120.15、单匝矩形线圈在匀70二、导体作切割磁感线运动(求瞬时电动势）如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势ab×

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×××

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××Gabv回路在时间t内增大的面积为：ΔS=LvΔt产生的感应电动势为：穿过回路的磁通量的变化为：ΔΦ=BΔS=BLvΔt（V是相对于磁场的速度且垂直切割磁感线）连接2闭合回路瞬时电动势表达式E=BLV二、导体作切割磁感线运动(求瞬时电动势）如图所示闭合线圈一71θvBV1=VsinθV2=Vcosθ若导体斜切磁感线（θ为v与B夹角）

（若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角）说明：1、导线的长度L应为有效长度（V、B、L两两垂直）2、导线运动方向和磁感线平行时，E=03、速度V为平均值（瞬时值），E就为平均值（瞬时值）4、E=BLV中V是与B垂直的速度。例:B竖直方向，一直导线水平放置以V平抛出去，从抛出到落地的过程中E的大小变化情况。5.v是导体和磁场的相对运动速度θvBV1=VsinθV2=Vcosθ若导体斜切磁感线（72例1：如图，匀强磁场的磁感应电动势为B，长为L的金属棒ab在垂直于B的平面内运动，速度v与L成θ角，求金属棒ab产生的感应电动势。abθvE=BLVsinθB、V、L两两互相垂直××××××××××××××××××××××××××××××

甲乙例1：如图，匀强磁场的磁感应电动势为B，长为L的金属棒ab在73练习：半径为R的半圆形导线在匀强磁场B中，以速度V向右匀速运动时，E=？×

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×ＶＯRE=2BRV有效（取与B、V垂直长度）练习：半径为R的半圆形导线在匀强磁场B中，以速度V向右匀速运74问题：公式①与公式②的区别和联系？

1、一般来说，①求出的是平均感应电动势，E和某段时间或者某个过程对应，而②求出的是瞬时感应电动势，E和某个时刻或者某个位置对应。

2、①求出的是整个回路的感应电动势，而不是回路中某部分导体的电动势。回路中感应电动势为零时，但是回路中某段导体的感应电动势不一定为零。如右图。vabcdLL区别：问题：公式①与公式②的区别和联系？1、一般来说，751、公式①中的时间趋近于0时，E就为瞬时感应电动势2、公式②中v若代表平均速度，则求出的E就为平均感应电动势。联系：巧计妙用：电磁感应磁生电（电动势），产生条件磁通变，回路闭合有电流，回路断开是电源。感应电动势大或小，磁通量变化的快或慢。1、公式①中的时间趋近于0时，E就为瞬时感应电动势2、公式②76例2、如下图所示，长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁场的磁感应强度为B，求杆OA两端的电势差。ωAOA'三：旋转直导体的电动势例2、如下图所示，长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的77例题3、在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个匝数为n的矩形线圈,边长ab=L1,bc=L2线圈绕中心轴OO'以角速度ω由图示位置逆时针方向转动。试求:(1)线圈中产生感应电动势的最大值;(2)线圈转过1/4周的过程中的平均感应电动势。(3)设线圈的总电阻为R，线圈转过1/4周的过程中通过某一截面的电量。cBdOO'abω求平均电动势、电流、电量瞬时值(1)例题3、在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个匝数为n的矩形线78法拉第电磁感应定律课件79

例4：如图，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R＝3.0Ω的定值电阻，导体棒Lab＝0.5m，其电阻为r＝1.0Ω，与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，B＝0.4T。现使ab以v＝10m／s的速度向右做匀速运动。（1）ab中的电流大?ab两点间的电压多大？（2）维持ab做匀速运动的外力多大？（3）ab向右运动1m的过程中，外力做的功是多少？电路中产生的热量是多少？RBrPMNaQbv（1）0.5A1.5V（2）0.1N（3）0.1J0.1J路端电压即拉力和摩擦力的合力R上产生的热量？例4：如图，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行80可见：克服安培力做功与电路中的焦耳热相等可见：克服安培力做功与电路中的焦耳热相等811、电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是加强了电源产生的电流，还是削弱了电源的电流？是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动？电动机转动时产生的感应电动势削弱了电源的电流，这个电动势称为反电动势。反电动势的作用是阻碍线圈的转动。这样，线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能，电能转化为其它形式的能。2、如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生什么情况？这时应采取什么措施？电动机停止转动，这时就没有了反电动势，线圈电阻一般都很小，线圈中电流会很大，电动机可能会烧毁。这时，应立即切断电源，进行检查。四、反电动势1、电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是加强了电源82法拉第电磁感应定律课件83例：一台直流风扇的额定电压22v，正常工作电流0.8A，若电动机的线圈电阻为2.5Ω，求电动机的反电动势及输出功率例：一台直流风扇的额定电压22v，正常工作电流0.8A，若电84例题精析法拉第电磁感应定律和楞次定律1.如图甲，矩形导线框ABCD固定在匀强磁场中，方向如图，规定向里为正，磁感应强度B随时间t变化如图乙，顺时针方向为i的正，选项正确的（）A42t/s0i/A31-I0I0B42t/s0i/A31-I0I0I0D42t/s0i/A31-I0C42t/s0i/A31-I0I0t/sB/T23-B0B0甲CDAB041乙xxxxxxxx方法：取特殊段，一般取初、中间、末端研究D例题精析法拉第电磁感应定律和楞次定律1.如图甲，矩形导线框A85电源两端的电压（路端电压）的计算2.长边2L、短边L的a、b、c、d闭合线框以相同的速度匀速进入匀强磁场，进入时MN两端的电压Ua、Ub、Uc、Ud的关系××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××MdNcMNbMNaMNEa=Eb=BLv,Ec=Ed=B2LvUa<Ub<Ud<Uc谁相当于电源谁是外路××××××××××××××××××××××××××××××ABCDF求AB两端的电压电源两端的电压（路端电压）的计算2.长边2L、短边L的a、b863.如图螺线管n=1500匝，S=20cm2,电阻r=1.5Ω.外电阻R=6Ω.通过线圈的匀强磁场变化如图右图。1.线圈产生的E2.线圈中I大小和方向3.线圈两端的电压大小和MN电势高低。MNabBB/Tt/s62023.如图螺线管n=1500匝，S=20cm2,电阻r=1.587小结：

Ф-t图像的斜率是电动势1.平均电动势2.导体作切割磁感线运动(求瞬时电动势）

3.旋转直导体的电动势磁通量变化率和磁通量的变化量的区别E=BLV,E=BLVSinθ小结：Ф-t图像的斜率是电动势E=BLV,E=BL881．关于感应电动势大小的下列说法中，正确的是[]

A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大

B．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大

C．线圈放在磁感强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大

D．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大学生练习D1．关于感应电动势大小的下列说法中，正确的是[892.如图所示将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用0.05s，第二次用0.1s。设插入方式相同，试求：（1）线圈中产生的电动势之比？（2）电流之比？

通过的电量之比？（3）产生的热量之比？分析：两次插入，磁通量的变化量相同，但变化率不同2:12:11:12:12.如图所示将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用0.05903.一个N匝圆线圈，放在磁感强度为B的匀强磁场中，线圈平面跟磁感强度方向成30°角，磁感强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变，下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是[

]

A.将线圈匝数增加一倍

B.将线圈面积增加一倍

C.将线圈半径增加一倍

D.适当改变线圈的取向试试看CD3.一个N匝圆线圈，放在磁感强度为B的匀强磁场中，线圈平面跟914.有一面积S=100cm2的金属环，电阻R=0.1Ω，环内磁场变化规律如图，磁场方向垂直环面向里，则在t1—t2时间内环中产生的感应电动势是（），通过环电流（），通过环电荷（）。××

××××

××××

××Bt0.10.200.10.20.01V0.1A0.01C4.有一面积S=100cm2的金属环，电阻R=0.1Ω，环内925.闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直圆环平面，则（）A.环中产生的感应电动势均匀变化B.环中产生的感应电流均匀变化C.环中产生的感应电动势保持不变D.环上某一小段导体所受安培力保持不变C5.闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直936.如图，金属框架处于与框架垂直的匀强磁场中，导线棒与框架接触良好且无摩擦，现用力F拉导线棒向右匀加速运动，则力F的变化规律为图中的（）F××××××××××××Ft0AFt0BFt0CFt0DB6.如图，金属框架处于与框架垂直的匀强磁场中，导线棒与框架接947.如图，将一半径为r的金属圆环在垂直于环面的磁感应强度B的匀强磁场中，用力握中间成“8”字形，并使上下两环半径相等，如果环的电阻为R，则此过程流过环的电荷量（）B××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××7.如图，将一半径为r的金属圆环在垂直于环面的磁感应强度B的958.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻．将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好．导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图5所示．除电阻R外其余电阻不计．现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则()AC8.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的969.如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F，此时（）

A．电阻R1消耗的热功率为Fv/3B．电阻R2消耗的热功率为Fv/6C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθD．整个装置消耗的机械功率为(F＋μmgcosθ)vfmgFNBCD9.如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R197练习题练习题981．如图相距为L，在足够长度的两条光滑平行导轨上，平行放置着质量和电阻均相同的两根滑杆ab和cd，导轨的电阻不计，磁感强度为B的匀强磁场的方向垂直于导轨平面竖直向下，开始时，ab和cd都处于静止状态，现ab杆上作用一个水平方向的恒力F，下列正确的是[]

A．cd向左运动B．cd向右运动

C．ab和cd均先做变加速运动，后作匀速运动

D．ab和cd均先做变加速运动，后作匀加速运动BDvc<va,abcd面积增加，当abcd面积均匀增加时，电路中有恒定电流，安培力恒定，ab、cd受力恒定，开始匀加速运动。（产生的电流使得安培力是F的一半时，都匀加。）导轨光滑，cd所受安培力向左，不能匀直运动当a、c相对匀速运动，即加速度相等时，abcd面积均匀增加，E、I、F恒定。1．如图相距为L，在足够长度的两条光滑平行导轨上，平行放置着992．如图6所示，RQPS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面，MN线与线框的边成45°角，E、F分别为PS和PQ的中点，关于线框中的感应电流[]

A．当E点经过边界MN时，感应电流最大

B．当P点经过边界MN时，感应电流最大

C．当F点经过边界MN时，感应电流最大

D．当Q点经过边界MN时，感应电流最大B求瞬时值

E=BLVEFP2．如图6所示，RQPS为一正方形导线框，它以恒定速度向右1003．AB两闭合线圈为同样导线绕成且均为10匝，半径rA=2rB，内有如图所示的有理想边界的匀强磁场，若磁场均匀减小，则A、B环中的感应电动势之比EA∶EB=____，产生的感应电流之比IA∶IB＝____。1:11:2E和有效面积3．AB两闭合线圈为同样导线绕成且均为10匝，半径rA=2r1015．如图所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一带电粒子静止于平行板(两板水平放置)电容器中间，则此粒子带___电，若线圈的匝数为n，平行板电容器的板间距离为d，粒子的质量为m，带电量为q，则磁感应强度的变化率为

(设线圈的面积为S)．负△Ø增加，根据楞次定律线圈中的电流方向逆时针。则上极板带正电，板间电场向下。产生恒定电动势开路路端电压等电动势mgqE5．如图所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一1026.如图所示，面积为0.2m2的100匝的线圈A处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面,t=0时磁场方向垂直纸面向里．磁感强度随时间变化的规律是B=（6-0.2t）T，已知R1=4Ω，R2=6Ω，电容C=30μF．线圈A的电阻不计．求：（1）闭合S后，通过R2的电流大小和方向．（2）闭合S一段时间后再断开，S断开后通过R2的电量是多少？磁通量变化产生的感生电动势感生电动势6.如图所示，面积为0.2m2的100匝的线圈A处在磁场中，103法拉第电磁感应定律课件1047、如图所示，粗细均匀的电阻为r的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，磁感强度为B，圆环直径为L；长为L、电阻为r／2的金属棒ab放在圆环上，以V0向左运动，当ab棒运动到图示虚线位置时，金属棒两端电势差为：

A.0B.BlLV0

C.BlLV0／2

D.BlLV0／3．解：等效电路如图，所求为瞬时值。解题思路：1.明确产生感应电动势的导体即电源，其余部分为外电路。2.法拉第定律求E大小，楞次定律判断方向。3.画等效电路。分析内外电路4.利用闭合回路欧姆定律、串并特点，列方程求解。感生电动势7、如图所示，粗细均匀的电阻为r的金属圆环，放在图示的匀强磁105dRV×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××B线圈及导轨电阻不计。求通过R的电流动生电动势等效电路dRV×××××××××××××××××××××××××××1067.如图，平行金属导轨的间距为d，一端跨接一阻值为R的电阻，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行轨道所在平面。一根长直金属棒与轨道成60°角放置，且接触良好，则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v沿金属轨道滑行时，其它电阻不计，电阻R中的电流强度为[]

A7.如图，平行金属导轨的间距为d，一端跨接一阻值为R的电阻，107能量观念分析电磁感应问题例1：如图，将匀强磁场中的正方形线圈（边长L)以不同速度V1、V2匀速拉出磁场，线圈电阻R，则两次拉出过程中外力做功、功率比值。XxxxXxxxXxxxxxxx

分析：⑴匀速、动能不变⑵拉力做功消耗的机械能全部转化为电能，电能全部转化为电热。V1:V2V21:V22能量观念分析电磁感应问题例1：如图，将匀强磁场中的正方形线圈1088、如图竖直向上的匀强磁场磁感强度B0=0.5T并且以ΔB/Δt=0.1T/s在变化，水平导轨不计电阻、且不计摩擦阻力宽为d=0.5m．在导轨上L=0.8m处搁一导体，电阻R1=0.1Ω，并用水平细绳通过定滑轮吊着质量为M=2kg的重物，电阻R=0.4Ω．则经过多少时间能吊起重物(g=10m／s)．8、如图竖直向上的匀强磁场磁感强度B0=0.5T并且以109练习1。光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图，匀强磁场在X轴和y=a的直线之间，金属环从y=b（b>